一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括依次相連的超聲波傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、通信總線、工控機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)，每個(gè)被測(cè)設(shè)備的附近均安裝一超聲波傳感器，超聲波傳感器采集相應(yīng)的被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào)；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中器的功能；所述通信總線用于完成所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端和工控機(jī)之間的通訊應(yīng)答；所述工控機(jī)用于局部放電信號(hào)的數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)、局部放電信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及危險(xiǎn)告警；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)對(duì)被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。本發(fā)明的基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可覆蓋變配電站多種設(shè)備，監(jiān)測(cè)終端靈活、數(shù)據(jù)傳輸可靠，且具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。
【專利說明】
一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國電力工業(yè)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代電力系統(tǒng)正向大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、大容量的方向發(fā)展，對(duì)電力設(shè)備的絕緣水平也提出了更高要求。變配電站作為智能電網(wǎng)輸電、配電系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)其各類電氣設(shè)備實(shí)施絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)并進(jìn)行早期預(yù)警，可以有效地提高變配電站電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性，減少設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本，延長設(shè)備的使用壽命，減少事故發(fā)生率。
[0003]局部放電是反映變配電站關(guān)鍵設(shè)備絕緣性能的重要數(shù)據(jù)之一，包含了設(shè)備絕緣劣化的征兆和表現(xiàn)形式，能夠提前反映電氣設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行工況和絕緣狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部絕緣可能存在的安全隱患或缺陷，便于工作人員采取有針對(duì)性的處理措施，預(yù)防潛伏性、突發(fā)性惡劣事故的發(fā)生。因此，局部放電監(jiān)測(cè)作為絕緣診斷的重要手段得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0004]目前局部放電的監(jiān)測(cè)方法主要有化學(xué)監(jiān)測(cè)法、脈沖電流法、超高頻監(jiān)測(cè)法、超聲波監(jiān)測(cè)法等。
[0005]化學(xué)監(jiān)測(cè)法:局部放電過程中絕緣材料受到熱、電等作用下會(huì)分解成不同種類氣體，可通過檢測(cè)不同氣體的濃度來判斷，如氣相色譜檢測(cè)法。但該類方法時(shí)效較差，響應(yīng)能力不足。
[0006]脈沖電流法:通過檢測(cè)阻抗來檢測(cè)互感器、稱合電容器、套管、變壓器、及固體絕緣結(jié)構(gòu)等的局部放電。其檢測(cè)信息覆蓋面不全、信息量較少，并且容易收到現(xiàn)場(chǎng)各種條件的干擾。
[0007]超高頻監(jiān)測(cè)法:檢測(cè)局部放電過程中所產(chǎn)生的超高頻(300-3000MHZ)電信號(hào)。該方法存在一些固有缺點(diǎn):對(duì)某類僅伴隨300MHz以下電磁波的局部放電監(jiān)測(cè)效果差;信號(hào)在通過套管或者長距離的在絕緣油中傳播時(shí)衰減十分強(qiáng)烈等。
[0008]超聲波監(jiān)測(cè)法:用超聲波傳感器接收電氣設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)產(chǎn)生的超聲波，由此來檢測(cè)局部放電的大小和位置。該方法對(duì)設(shè)備的運(yùn)行沒有任何影響，更適用于在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)在設(shè)備放電源定位方面具有獨(dú)到優(yōu)勢(shì)。
[0009]高壓變配電站中電氣設(shè)備眾多，目前局放檢測(cè)存在最大的問題有兩個(gè)方面:缺乏有效的絕緣在線監(jiān)測(cè)方法和數(shù)據(jù)傳輸難度大。
[0010]監(jiān)測(cè)系統(tǒng)受傳感器工況等限制，多針對(duì)某一特定設(shè)備，比如GIS設(shè)備監(jiān)測(cè)、開關(guān)柜設(shè)備監(jiān)測(cè)等，難以覆蓋到變配電站的所有關(guān)鍵電氣設(shè)備，給運(yùn)行人員的及時(shí)監(jiān)測(cè)帶來不便。[0011 ]變配電站實(shí)際工況復(fù)雜，被測(cè)設(shè)備眾多，需要大量的數(shù)據(jù)傳輸線路。采用有線數(shù)據(jù)傳輸難以滿足監(jiān)測(cè)終端與工控機(jī)之間的通信需求。
[0012]監(jiān)測(cè)系統(tǒng)缺乏對(duì)歷史數(shù)據(jù)的合理存儲(chǔ)及管理。電氣設(shè)備的絕緣缺陷不同于其他故障，并不是瞬發(fā)性故障，多為長時(shí)間積累產(chǎn)生的結(jié)果。歷史數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)確地判斷設(shè)備隱患并采取針對(duì)性措施具有重要意義，這就對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理機(jī)制提出很高要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可覆蓋變配電站多種設(shè)備，監(jiān)測(cè)終端靈活、數(shù)據(jù)傳輸可靠，且具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。
[0014]實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括依次相連的超聲波傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、通信總線、工控機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)，其中:
[0015]每個(gè)被測(cè)設(shè)備的附近均安裝一所述超聲波傳感器，所述超聲波傳感器采集相應(yīng)的被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào)；
[0016]所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的發(fā)射端集成在所述超聲波傳感器中，并通過RS-232接口與相應(yīng)的超聲波傳感器的前置電路相連；
[0017]相鄰的若干被測(cè)設(shè)備的附近設(shè)置一所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端；
[0018]所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中器的功能，用于接收、上傳、管理和轉(zhuǎn)換其所在范圍內(nèi)超聲波傳感器采集到的局部放電信號(hào)，并把該局部放電信號(hào)通過所述通信總線傳輸給所述工控機(jī)，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)所述超聲波傳感器與工控機(jī)之間的無線通訊；
[0019]所述通信總線采用MODBUS通信協(xié)議，用于完成所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端和工控機(jī)之間的通訊應(yīng)答；
[0020]所述工控機(jī)安裝于變電站控制室中，用于局部放電信號(hào)的數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)、局部放電信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及危險(xiǎn)告警；
[0021]所述遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)以所述工控機(jī)為服務(wù)器，對(duì)被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0022]上述的一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0023]本發(fā)明的基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可覆蓋變配電站多種設(shè)備，監(jiān)測(cè)終端靈活、數(shù)據(jù)傳輸可靠，且具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)其【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)地說明:
[0026]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的最佳實(shí)施例，一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括依次相連的超聲波傳感器1、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、通信總線3、工控機(jī)4和遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)5。
[0027]每個(gè)被測(cè)設(shè)備的附近均安裝一超聲波傳感器I，超聲波傳感器I采集相應(yīng)的被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào);無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的發(fā)射端集成在超聲波傳感器I中，并通過RS-232接口與相應(yīng)的超聲波傳感器I的前置電路相連;相鄰的若干被測(cè)設(shè)備的附近設(shè)置一無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端2，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端2實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中器的功能，用于接收、上傳、管理和轉(zhuǎn)換其所在范圍內(nèi)超聲波傳感器I采集到的局部放電信號(hào)，并把該局部放電信號(hào)通過通信總線3傳輸給工控機(jī)4;通信總線3采用MODBUS通信協(xié)議，用于完成無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端2和工控機(jī)4之間的通訊應(yīng)答;工控機(jī)4安裝于變電站控制室中，用于局部放電信號(hào)的數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)、局部放電信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及危險(xiǎn)告警;遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)5以所述工控機(jī)為服務(wù)器，對(duì)被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0028]無線數(shù)據(jù)傳輸模塊包括發(fā)射端和接收端，其中發(fā)射端集成在超聲波傳感器中，接收端作為數(shù)據(jù)集中器，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊用來實(shí)現(xiàn)超聲波傳感器I與工控機(jī)4之間的無線通訊，整個(gè)無線傳輸方案稱之為無線傳輸模塊。
[0029]優(yōu)選地，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，從而實(shí)現(xiàn)局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)中的通信功能。
[0030]本發(fā)明的基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在使用時(shí)，當(dāng)被測(cè)設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)，在放電區(qū)域中分子間產(chǎn)生劇烈撞擊，會(huì)伴隨存在超聲波能量的釋放，超聲波傳感器正是基于該原理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào)。超聲波傳感器可安裝于被測(cè)設(shè)備附近，適合在線監(jiān)測(cè)；同時(shí)結(jié)合無線傳輸模塊與工控機(jī)通信，并借此形成樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展性強(qiáng)。
[0031]綜上所述，本發(fā)明的基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可覆蓋變配電站多種設(shè)備，超聲波傳感器安裝位置靈活即監(jiān)測(cè)終端靈活、數(shù)據(jù)傳輸可靠，且具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。
[0032]本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次相連的超聲波傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、通信總線、工控機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)，其中: 每個(gè)被測(cè)設(shè)備的附近均安裝一所述超聲波傳感器，所述超聲波傳感器采集相應(yīng)的被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào)； 所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的發(fā)射端集成在所述超聲波傳感器中，并通過RS-232接口與相應(yīng)的超聲波傳感器的前置電路相連； 相鄰的若干被測(cè)設(shè)備的附近設(shè)置一所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端； 所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中器的功能，用于接收、上傳、管理和轉(zhuǎn)換其所在范圍內(nèi)超聲波傳感器采集到的局部放電信號(hào)，并把該局部放電信號(hào)通過所述通信總線傳輸給所述工控機(jī)，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)所述超聲波傳感器與工控機(jī)之間的無線通訊； 所述通信總線采用MODBUS通信協(xié)議，用于完成所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的接收端和工控機(jī)之間的通訊應(yīng)答； 所述工控機(jī)安裝于變電站控制室中，用于局部放電信號(hào)的數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)、局部放電信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及危險(xiǎn)告警； 所述遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)以所述工控機(jī)為服務(wù)器，對(duì)被測(cè)設(shè)備的局部放電信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波的局部放電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK105911436SQ201610221380
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】劉達(dá)偉, 喬亞興, 朱欽, 劉劍青, 孔凡群, 徐澤禹, 王冬云, 孫文清
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)上海市電力公司